三、原子核的转变
(一)核衰变(nuclear decay)
某些核素的原子核自发地放出α、β等粒子而转变成另一种核素的原子核,或是原子核从它的激发态跃迁到基态时,放出光子(γ线),这些过程称为核衰变。
1.核衰变类型
(1)α衰变(alpha decay)
放射性核素的原子核放射α粒子而变另一种核素的原子核的过程为α衰变。α粒子就是高速运动的氦原子核。α粒子由2个质子和2个中子组成,所带正电荷为2e,其质量为氦核的质量。通常把衰变前的核称为母核,衰变后的核称为子核。放射性核素的原子核发生α衰变后形成的子核较母核的原子序数即核电荷数减少2,在周期表上前移2位(左移法则),而质量数较母核减少4,可用下式表示:
α衰变是重元素原子核的特点,发生α衰变的天然放射性核素绝大部分属于原子序数Z>82的核素。
(2)β衰变(beta decay)
当一个原子核电荷数改变±1,而质量数保持不变时,这种核衰变叫β衰变。
β-衰变是指从核内放射出一个负电子e-的过程。这里子核的质量数与母核质量数相同,只是生成的子核增加了一个质子。所以,原子序数增加1,即在元素周期表中后移一位(右移法则)。由原子核发射的电子叫做β粒子。可用下式表示:医学.全.在线.网.站.提供
β-衰变可以看成是母核中的一个中子转化为质子,同时放出β-粒子和中微子。
n—→p+β-+ν
(3)γ衰变(gamma decay)
各种类型的核衰变往往形成处于激发态的子核;由于受快速粒子轰击或吸收光子也可以使原子核处于激发态。处于激发态的原子核是不稳定的,它可以直接退激到基态。原子核从激发态向较低能态或基态跃迁时发射光子的过程,称为γ衰变。
在γ衰变过程中,原子核的质量和原子序数都没有改变,仅仅是原子核的能量状态发生发生了改变,因而这种变化叫做同质异能跃迁。